Làm thế nào để giải quyết khiếm khuyết dính cát trong việc sản xuất các bộ phận gang xám bằng công nghệ cát phủ màng?

Vấn đề dính cát nghiêm trọng trong việc sản xuất các bộ phận ròng rọc Iron Bely 27 kg sử dụng công nghệ cát phủ màng là một khiếm khuyết phổ biến trong quá trình đúc. Cát dính có thể tăng đáng kể khối lượng công việc làm sạch, làm hỏng chất lượng bề mặt của vật đúc, tăng chi phí và thậm chí có thể dẫn đến việc loại bỏ các vật đúc. Để giải quyết vấn đề này, một cuộc điều tra và tối ưu hóa có hệ thống cần được thực hiện từ nhiều khía cạnh như chính cát phủ, các thông số xử lý, đặc tính sắt nóng chảy, thiết kế khuôn và vận hành. Sau đây là các giải pháp và biện pháp chi tiết:

1. Các vấn đề chất lượng với cát nhiều lớp - lý do cốt lõi:

Một. Chất lượng kém của cát thô: SiO thấp ₂ Hàm lượng/tạp chất cao: cát thô có hàm lượng SiO thấp (như <90%), hoặc tạp chất quá mức như fenspat, mica, oxit kim loại kiềm, v.v. Phân bố kích thước hạt không hợp lý: Các hạt cát quá thô (chẳng hạn như> 70 lưới), các khoảng trống giữa các hạt cát là lớn, và sắt nóng chảy dễ xâm nhập và hình thành dính cát cơ học. Nếu các hạt cát quá tốt (chẳng hạn như> 140 lưới), mặc dù bề mặt dày hơn, tính thấm là kém và áp suất khí bên trong lõi cát/khuôn tăng, thực sự có thể làm trầm trọng thêm sự xâm nhập của sắt nóng chảy hoặc gây ra độ xốp. Hình dạng hạt kém: cát có hệ số góc cao (đa giác) có mật độ đóng gói thấp hơn và độ xốp cao hơn cát tròn, khiến nó dễ bị xâm nhập cơ học và dính cát.

b. Hiệu suất của màng nhựa không đủ: không đủ hàm lượng nhựa hoặc chất lượng kém: bổ sung nhựa quá thấp (<1,8-2,2%), hoặc nhựa có độ bền nhiệt thấp và khả năng chống nhiệt độ cao kém, không thể tạo thành một lớp coken đủ mạnh và dày đặc dưới tác động của sắt nóng chảy hiệu quả. Chữa chữa không hoàn toàn: Nhiệt độ khuôn không đủ hoặc thời gian bảo dưỡng trong quá trình làm lõi có thể dẫn đến liên kết ngang không hoàn toàn và bảo dưỡng nhựa, cường độ thấp của khuôn/lõi cát, và sự tan rã và thất bại dễ dàng ở nhiệt độ cao.

Cách giải quyết nó trong sản xuất thực tế

Chọn cát thô chất lượng cao: Ưu tiên nên được trao cho cát thô với hàm lượng SiO cao (≥ 97%), tạp chất thấp, hệ số góc thấp (tròn hoặc bán nguyệt) và kích thước hạt vừa phải (kết hợp khuyến nghị 70/140 lưới hoặc 50/100 lưới). Cải thiện hiệu suất của cát nhiều lớp: tăng hàm lượng nhựa: tăng một cách thích hợp lượng nhựa phenolic được thêm vào (ví dụ: 2,3-2,8%) để đảm bảo hình thành màng nhựa đủ dày và liên tục. Thêm chất độn chịu lửa: Thêm các chất phụ gia có thể cải thiện độ khúc xạ và giảm xu hướng thiêu kết vào cát phủ: Bột Zirconia: Hiệu ứng tốt nhất, độ khúc xạ cực kỳ cao (> 2000), nhưng chi phí cao nhất. Nó có thể thay thế một phần cát ban đầu hoặc được sử dụng làm phụ gia (5-20%). Bột chromit: Độ khúc xạ cao, hệ số giãn nở nhiệt thấp và khả năng chống thâm nhập kim loại tốt. Bột olivine: Độ ổn định nhiệt độ cao tốt và khả năng chống xói mòn xỉ kiềm. Bột alumina Alumina cao/Bột mullite: Cải thiện cường độ nhiệt độ cao. Sử dụng nhựa hiệu suất cao: Chọn nhựa được thiết kế đặc biệt cho cát nhiều lớp với khả năng chống cháy cao, cường độ cao và tạo ra khí thấp (như nhựa phenolic biến đổi). Đảm bảo bảo dưỡng đủ: Kiểm soát nghiêm ngặt các tham số quá trình tạo lõi (nhiệt độ khuôn thường nằm trong khoảng 220-260 và thời gian bảo dưỡng được điều chỉnh theo kích thước của lõi cát) để đảm bảo rằng nhựa được chữa khỏi hoàn toàn.

2. Lý do để đổ hệ thống và các tham số xử lý

Một. Nhiệt độ rót quá mức: Sắt gang xám có tính lưu động tốt và nhiệt độ rót quá mức (như> 1450) sẽ tăng cường đáng kể tính thấm của sắt nóng chảy đối với các hạt cát, làm trầm trọng thêm độ bám dính của cát. Nhiệt độ cao cũng có nhiều khả năng làm hỏng màng nhựa.

b. Tốc độ rót quá mức: Tốc độ đổ quá mức làm tăng lực xả của kim loại nóng chảy trên thành khoang, làm hỏng tính toàn vẹn của bề mặt khuôn/lõi cát, làm tăng nguy cơ xâm nhập sắt nóng chảy và áp suất khí cũng có thể ấn sắt nóng chảy vào các khoảng trống giữa các hạt cát.

c. Đầu quá mức (chiều cao đổ): Áp suất tĩnh kim loại quá mức sẽ buộc sắt nóng chảy để dễ dàng xâm nhập vào lỗ chân lông giữa các hạt cát.

d. Ảnh hưởng của thành phần sắt nóng chảy: tương đương carbon cao (CE): Hàm lượng silicon carbon cao (CE> 4,3-4.5) sẽ cải thiện đáng kể tính trôi chảy của sắt nóng chảy và tăng xu hướng thấm của nó. Tỷ lệ Mn/s thấp: Khi hàm lượng lưu huỳnh quá cao hoặc hàm lượng mangan là không đủ, ít MNS được hình thành, không có lợi cho việc hình thành màng oxit/sulfide dày đặc trên bề mặt đúc để ngăn chặn sự xâm nhập. Nên kiểm soát tỷ lệ Mn/s trong khoảng 8-12. Hàm lượng phốt pho: phốt pho cao (P> 0,1%) sẽ làm giảm sức căng bề mặt của sắt nóng chảy, tăng khả năng ẩm ướt và thúc đẩy xâm nhập. Quá trình oxy hóa: Quá trình oxy hóa quá mức của sắt nóng chảy có thể tạo ra nhiều bao gồm oxit hơn, ảnh hưởng đến sự hình thành màng bảo vệ trên bề mặt.

Giải pháp - Kiểm soát nghiêm ngặt nhiệt độ rót: Trong khi đảm bảo làm đầy hoàn toàn và tránh cách nhiệt lạnh, hãy cố gắng giảm nhiệt độ rót càng nhiều càng tốt. Đối với ròng rọc gang xám dài 27 kg, kiểm soát nhiệt độ rót trong khoảng 1360-1400 (được điều chỉnh theo độ dày của tường, với giới hạn dưới cho các phần có tường dày) thường là một mục tiêu khả thi. Nhiệt kế phải được hiệu chuẩn chính xác! Tối ưu hóa tốc độ rót: Áp dụng tốc độ đổ mịn và vừa phải. Cân nhắc sử dụng một hệ thống rót với túi đệm hoặc tiêm đáy để giảm tác động trực tiếp đến khoang nấm mốc. Giảm chiều cao của người ở bên: Trong khi đảm bảo làm đầy, hãy cố gắng giảm chiều cao của cốc spue hoặc sử dụng một bước chân. Tối ưu hóa thành phần của sắt nóng chảy: Trong khi đáp ứng các tính chất cơ học (chủ yếu là sức mạnh) của vật đúc, làm giảm một cách thích hợp tương đương carbon (CE) (như mục tiêu CE = 4.0-4.2), đặc biệt là hàm lượng silicon. Đảm bảo đủ tỷ lệ Mn/s (≥ 10): Bằng cách điều chỉnh tỷ lệ phế liệu/lợn hoặc thêm sắt mangan, đảm bảo rằng hàm lượng mangan là đủ để trung hòa lưu huỳnh và tạo thành Mns. Kiểm soát quá trình oxy hóa của sắt nóng chảy: Thực hiện xử lý tiêm phòng trước (cải thiện hình thái than chì, ảnh hưởng gián tiếp đến bề mặt), tránh khuấy quá mức hoặc cách nhiệt nhiệt độ cao kéo dài có thể gây ra quá trình oxy hóa.

3. Các vấn đề về thiết kế và hoạt động của khuôn mẫu/cát

Một. Không đủ nhỏ gọn của khuôn cát/lõi: Áp lực phun lõi không đủ, xả nấm mốc kém hoặc thời gian phun cát ngắn dẫn đến độ nén cục bộ thấp của khuôn/lõi cát, độ xốp cao và dễ dàng xâm nhập bằng sắt nóng chảy.

b. Nhiệt độ khuôn quá cao: Trong quá trình sản xuất liên tục, nhiệt độ khuôn tích tụ quá cao (> 280 ℃), gây ra sự hóa rắn trước cục bộ của cát phủ trước hoặc trong quá trình nổ cát, ảnh hưởng đến sức mạnh và độ đồng nhất tổng thể của khuôn cát.

c. Lớp phủ đúc (hoặc sử dụng không đúng cách): Lớp phủ không sơn: Đối với các vật đúc có yêu cầu cao hoặc khu vực dễ bị bám dính cát, không áp dụng lớp phủ chống cháy là rất rủi ro. Chất lượng lớp phủ kém: Khả năng chống cháy thấp, ổn định hệ thống treo kém, lớp phủ mỏng hoặc lớp phủ không đồng đều. Không đủ sấy: Lớp phủ được đổ trước khi nó được sấy khô hoàn toàn và nước bay hơi ở nhiệt độ cao, tạo ra áp suất có thể đẩy sắt nóng chảy vào các khoảng trống giữa các hạt cát hoặc khiến lớp phủ bị bóc ra.

d. Thiệt hại loại bỏ/xử lý khuôn: Khuôn/lõi cát bị va chạm trong quá trình loại bỏ khuôn, xử lý và lắp ráp lõi, dẫn đến sự lỏng lẻo hoặc hư hỏng cục bộ trên bề mặt.

e. Thiết kế không phù hợp của vị trí spue: Sprue trực tiếp đối diện với thành khoang hoặc thành mỏng, khiến sắt nóng chảy tốc độ cao để trực tiếp làm phẳng bề mặt của khuôn/lõi cát.

Giải pháp - Tối ưu hóa quy trình chế tạo cốt lõi: Đảm bảo đủ áp suất phun cát và thời gian giữ để đảm bảo khuôn/lõi cát là nhỏ gọn và đồng đều. Thường xuyên làm sạch và duy trì khuôn để đảm bảo ống xả mịn. Kiểm soát nhiệt độ khuôn và nếu cần, thêm các thiết bị làm mát nhiệt độ khuôn (như kênh làm mát nước) hoặc mở rộng chu kỳ sản xuất. Bắt buộc sử dụng lớp phủ chịu lửa chất lượng cao và ứng dụng chính xác.